[發明專利]雙十字型復合織物膜材雙軸拉伸強度試件及其制作方法

在審

• 申請號: 201710386428.8
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107340184A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 陳務軍;高成軍;石泰百;王平安;王梅
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04;G01N1/28
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及一種用于測試柔性織物膜材料雙軸拉伸強度的試件，尤其涉及一種雙十字型復合織物膜材雙軸拉伸強度試件及其制作方法，該試件可用于建筑涂層織物膜材、飛艇高性能多功能層合蒙皮等柔性薄膜的雙軸拉伸強度測試，屬于材料力學實驗技術、建筑結構材料試驗技術領域。

背景技術

柔性織物薄膜材料常由承力層織物基布和功能涂層等組成，廣泛應用于建筑、航空航天等工業領域，基本受力為雙向張力狀態。針對織物膜二維受力狀態在正常使用階段的力學性能研究已經廣泛采用雙軸拉伸試驗方法，但針對織物膜材強度及失效目前仍僅采用單軸拉伸試驗及設計方法。由于織物膜材的織物結構具有正交異性、非線性特征，單軸拉伸強度不能準確表征其雙軸拉伸應力強度，目前國內外仍缺少織物膜雙軸拉伸強度試驗的有效方法。

對于織物膜材的雙軸試驗已經有了廣泛的研究。雙軸拉伸試驗機與雙軸拉伸測試方法都有了很大發展。但目前的研究還是集中于低載荷雙軸拉伸力學性能研究，并沒有雙軸拉伸強度的試驗方法出現。例如：

“膜結構技術規程”(CECS158-2015)規定了采用雙軸拉伸試驗測試方法測試建筑P/G類膜材彈性常數。

“Tensile Membrane Structures”(ASCE/SEI 55-16)規定了采用雙軸拉伸測試涂層織物膜材的拉伸彈性常數和應變補償方法。

Natalie,等著的“Prospect for European Guides for the Structural Design of Tensile Membrane Structures”(Publications Office of the European Union，2016.1)介紹了用于建筑織物膜雙軸拉伸和雙軸剪切測試方法。

Paolo等著的“Biaxial Testing for Fabrics and Foils”(Springer，2015)介紹了平面雙軸拉伸、充氣圓管和氣泡試驗方法用于織物膜和薄膜力學性能試驗。

陳建穩、陳務軍著的“Central crack tearing testing of laminated fabric Uretek3216LV under uniaxial and biaxial static tensile loads”(Journal of Materials in Civil Engineering,2016，8(4)，(ASCE)MT.1943-5533.0001537)介紹了雙軸撕裂試驗方法。

李陽著的“建筑膜材料和膜結構的力學性能研究與應用”(同濟大學博士學位論文，2007.8)研究了雙軸拉伸試驗機，定制了加載譜和試驗方法。

陳務軍、王利鋼、高成軍著的“P/G類建筑織物膜材雙軸剪切試驗及力學特性分析”(建筑材料學報，2016，03:539-543)研究了織物膜材的雙軸剪切試驗方法及膜材的剪切力學性能。

雙軸拉伸強度試驗目前多應用于金屬材料測試，并已取得了重要進展和成果。

任家陶、李岡陵、豆志武著的“雙向拉伸試驗的進展與鈦板雙向拉伸的強化研究”(實驗力學，2001，02:196-206.)進行了金屬材料的雙軸拉伸試驗，并鈦板的雙向拉伸力學性能進行了研究。

魯帥著的“雙軸拉伸原位力學測試裝置的設計分析與試驗研究”(吉林大學碩士學位論文，2015)研究了雙軸拉伸力學試驗裝置，并對多種金屬材料的雙向應力下的力學性能開展試驗。

目前用于正常使用階段力學行為研究的柔性織物膜材雙軸拉伸雙十字型試件，在應力水平較高時，由于切縫、邊緣倒角等應力集中效應，試件在雙軸拉伸應力水平遠低于單軸拉伸強度時在應力集中區域發生破壞，其應力值不能表征織物膜雙軸拉伸強度，其破壞形態不能揭示雙軸拉伸真實力學行為機理。目前這些技術均不滿足織物膜雙軸拉伸強度試驗技術需求。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種柔性織物膜材雙十字型復合織物膜材雙軸拉伸強度試件，及制作方法，結合使用雙軸拉伸試驗機，可進行柔性涂層織物膜材雙軸拉伸強度試驗，亦可用于其它高分子柔性薄膜雙軸拉伸強度試驗。